1. Sebatang tembaga panjangnya 110 cm dan jari-jarinya 7 cm (k=330kkal/jcdot mcdot ^circ C). Salah satu 130^circ C sedangkan lain bersuhu 30^circ C. Hitung laju perpindahan panasnya dalam waktu 2 jam (perpindahan panas ke udara diabaikan).

Berikut perhitungan laju perpindahan panas pada batang tembaga tersebut:**1. Menentukan Luas Penampang Batang:**Luas penampang batang tembaga berbentuk lingkaran, sehingga rumusnya:A = πr²dimana:* A = luas penampang* r = jari-jari batang (7 cm = 0.07 m)A = π * (0.07 m)² ≈ 0.0154 m²**2. Menentukan Gradien Suhu:**Gradien suhu adalah perubahan suhu per satuan panjang. Dalam kasus ini:ΔT = 130°C - 30°C = 100°CL = 110 cm = 1.1 mGradien suhu (ΔT/L) = 100°C / 1.1 m ≈ 90.91 °C/m**3. Hukum Fourier untuk Konduksi Panas:**Hukum Fourier menyatakan laju perpindahan panas (Q) melalui konduksi:Q = -kA (ΔT/L)dimana:* Q = laju perpindahan panas (dalam Watt)* k = konduktivitas termal tembaga (330 kkal/j·m·°C. Kita perlu mengkonversi ini ke Watt/m·°C. 1 kkal/j ≈ 1.163 W)* A = luas penampang (0.0154 m²)* ΔT/L = gradien suhu (90.91 °C/m)Pertama, konversikan konduktivitas termal:k = 330 kkal/j·m·°C * 1.163 W/kkal/j ≈ 383.79 W/m·°CKemudian, hitung laju perpindahan panas:Q = -383.79 W/m·°C * 0.0154 m² * 90.91 °C/m ≈ -537.6 WTanda negatif menunjukkan bahwa panas mengalir dari ujung yang lebih panas ke ujung yang lebih dingin. Kita hanya tertarik pada besarnya laju perpindahan panas, jadi kita abaikan tanda negatif.**4. Perpindahan Panas dalam 2 Jam:**Laju perpindahan panas yang kita hitung adalah dalam Watt (Joule/detik). Untuk mencari total panas yang berpindah dalam 2 jam, kita perlu mengalikannya dengan jumlah detik dalam 2 jam:2 jam = 2 jam * 3600 detik/jam = 7200 detikTotal panas (dalam Joule) = 537.6 W * 7200 s = 3,869,920 J**Kesimpulan:**Laju perpindahan panas pada batang tembaga adalah sekitar 537.6 Watt. Total panas yang berpindah dalam 2 jam adalah sekitar 3,869,920 Joule. Perlu diingat bahwa perhitungan ini mengabaikan perpindahan panas ke udara sekitar. Dalam kondisi nyata, laju perpindahan panas akan lebih rendah karena sebagian panas akan hilang ke lingkungan.